Az elektromos készülékek átkapcsolásakor vagy az áramvezető részek közötti áramkör túlfeszültsége esetén elektromos ív jelenhet meg. Hasznos technológiai célokra használható, és egyben káros is lehet a berendezésre. Jelenleg a mérnökök számos módszert fejlesztettek ki az elektromos ív leküzdésére és hasznos célokra történő felhasználására. Ebben a cikkben megvizsgáljuk annak előfordulását, következményeit és terjedelmét.

Ívképződés, szerkezete és tulajdonságai

Képzeld el, hogy kísérletet végzünk egy laboratóriumban. Két vezetőnk van, például fémszegek. Heggyel kis távolságra egymáshoz helyezzük és egy állítható feszültségforrás kimeneteit a szögekre kötjük. Ha fokozatosan növeljük az áramforrás feszültségét, akkor egy bizonyos értéknél szikrákat fogunk látni, ami után a villámhoz hasonló folyamatos izzás alakul ki.

Így kialakulásának folyamata megfigyelhető. Az elektródák között kialakuló izzás plazma. Valójában ez egy elektromos ív vagy elektromos áram áramlása egy gáznemű közegen keresztül az elektródák között. Az alábbi ábrán látható a szerkezete és az áram-feszültség karakterisztikája:

És itt vannak a hozzávetőleges hőmérsékletek:

Miért keletkezik elektromos ív?

Minden nagyon egyszerű, úgy gondoltuk a cikkben és a cikkben is, hogy ha bármilyen vezető testet (például acélszeget) helyezünk egy elektromos mezőbe, töltések halmozódnak fel a felületén. Sőt, minél kisebb a felület hajlítási sugara, annál jobban felhalmozódnak. Egyszerűen fogalmazva, a töltések a köröm hegyén halmozódnak fel.

Az elektródáink között a levegő gáz. Elektromos tér hatására ionizálódik. Mindezek következtében az elektromos ív kialakulásának feltételei adottak.

Az ív keletkezésének feszültsége az adott közegtől és annak állapotától függ: nyomás, hőmérséklet és egyéb tényezők.

Érdekes: az egyik változat szerint ezt a jelenséget alakja miatt nevezik így. A helyzet az, hogy a kisülés elégetése során az azt körülvevő levegő vagy más gáz felmelegszik és felemelkedik, aminek következtében egy egyenes alak torzul, és ívet vagy ívet látunk.

Az ív meggyújtásához vagy az elektródák közötti közeg áttörési feszültségét kell leküzdeni, vagy meg kell szakítani az elektromos áramkört. Ha nagy az induktivitás az áramkörben, akkor a kommutáció törvényei szerint a benne lévő áram nem szakítható meg azonnal, tovább folyik. Ebben a tekintetben a szétkapcsolt érintkezők közötti feszültség nő, és az ív addig ég, amíg a feszültség el nem tűnik, és az induktor mágneses mezőjében felhalmozódott energia el nem oszlik.

Vegye figyelembe a gyulladás és égés körülményeit:

Levegőnek vagy más gáznak kell lennie az elektródák között. A közeg áttörési feszültségének leküzdéséhez több tízezer voltos nagyfeszültségre van szükség - ez az elektródák közötti távolságtól és más tényezőktől függ. Az ív fenntartásához 50-60 volt és 10 vagy több amperes áram elegendő. A konkrét értékek a környezettől, az elektródák alakjától és a köztük lévő távolságtól függenek.

Károsítani és harcolni ellene

Megvizsgáltuk az elektromos ív előfordulásának okait, most nézzük meg, milyen károkat okoz, és hogyan lehet eloltani. Az elektromos ív károsítja a kapcsolóberendezést. Észrevette, hogy ha bekapcsol egy nagy teljesítményű elektromos készüléket a hálózatban, és egy idő után kihúzza a csatlakozódugót a konnektorból, kis villanás következik be. Ez az ív a dugasz és az aljzat érintkezői között jön létre az elektromos áramkör megszakadása következtében.

Fontos! Az elektromos ív égése során sok hő szabadul fel, égésének hőmérséklete eléri a 3000 Celsius-fok feletti értéket. A nagyfeszültségű áramkörökben az ív hossza eléri a métert vagy többet. Fennáll az emberi egészség és a berendezés állapotának károsodásának veszélye.

Ugyanez történik a villanykapcsolókban és más kapcsolóberendezésekben, beleértve:

• automata kapcsolók;
• mágneses indítók;
• kontaktorok és így tovább.

A 0,4 kV-os hálózatokban használt eszközökben, beleértve a szokásos 220 V-ot is, speciális védőfelszerelést használnak - íves csúszdákat. Ezekre azért van szükség, hogy csökkentsék a kapcsolatokban okozott károkat.

Általában az íves csúszda speciális konfigurációjú és alakú vezető válaszfalak készlete, amelyek dielektromos anyagból készült falakkal vannak rögzítve.

Az érintkezők nyitásakor a keletkező plazma az ívoltó kamra felé hajlik, ahol kis részekre oszlik. Ennek eredményeként lehűl és kialszik.

A nagyfeszültségű hálózatokban olaj-, vákuum-, gázmegszakítókat használnak. Az olajos megszakítóban a csillapítás az érintkezők olajfürdőben történő átkapcsolásával történik. Amikor egy elektromos ív ég az olajban, az hidrogénre és gázokra bomlik. Az érintkezők körül gázbuborék képződik, amely nagy sebességgel hajlamos kiszökni a kamrából, és az ív lehűl, mivel a hidrogén jó hővezető képességgel rendelkezik.

A vákuum-megszakítók nem ionizálják a gázokat, és az ívképződésnek nincsenek feltételei. Vannak nagynyomású gázzal töltött kapcsolók is. Elektromos ív képződésekor a hőmérséklet nem emelkedik bennük, a nyomás megemelkedik, és emiatt a gázok ionizációja csökken, vagy deionizáció következik be. Ígéretes iránynak tartják őket.

A nulla váltakozó áramú kapcsolás is lehetséges.

Hasznos alkalmazás

A vizsgált jelenség számos hasznos alkalmazásra is talált, pl.

Most már tudja, mi az elektromos ív, mi okozza ezt a jelenséget és a lehetséges alkalmazásokat. Reméljük, hogy a megadott információk egyértelműek és hasznosak voltak az Ön számára!

anyagokat

Elektromos hegesztőív- ez egy hosszú távú elektromos kisülés a plazmában, amely a védőatmoszféra, a töltőanyag és a nem nemesfém összetevőinek ionizált gázainak és gőzeinek keveréke.

Az ív arról a jellegzetes alakról kapta a nevét, amelyet akkor ölt, amikor két vízszintesen elhelyezett elektróda között ég; A felhevített gázok hajlamosak felemelkedni, és ez az elektromos kisülés meghajlik, és ív vagy ív alakját veszi fel.

Gyakorlati szempontból az ív olyan gázvezetőnek tekinthető, amely az elektromos energiát hőenergiává alakítja. Magas fűtési intenzitást biztosít, és könnyen szabályozható elektromos paraméterekkel.

A gázok közös jellemzője, hogy normál körülmények között nem vezetik az elektromos áramot. Kedvező körülmények között (magas hőmérséklet és nagy erősségű külső elektromos tér jelenléte) azonban a gázok ionizálódhatnak, pl. atomjaik vagy molekuláik felszabadíthatnak, vagy éppen ellenkezőleg, befoghatnak elektronokat, pozitív vagy negatív ionokká alakulva. Ezeknek a változásoknak köszönhetően a gázok az anyag negyedik halmazállapotába, az úgynevezett plazmába kerülnek, amely elektromosan vezetőképes.

A hegesztőív gerjesztése több szakaszban történik. Például MIG / MAG hegesztéskor, amikor az elektróda vége és a munkadarab érintkezik, érintkezés jön létre a felületük mikrokiemelkedései között. A nagy áramsűrűség hozzájárul ezeknek a kiemelkedéseknek a gyors megolvadásához és egy folyékony fémréteg kialakulásához, amely folyamatosan növekszik az elektróda felé, és végül eltörik.

A jumper szakadásakor a fém gyors elpárolgása következik be, és a kisülési rést ebben az esetben fellépő ionok és elektronok töltik meg. Az elektródára és a munkadarabra való feszültség hatására az elektronok és az ionok mozogni kezdenek: az elektronok és a negatív töltésű ionok az anódra, a pozitív töltésű ionok pedig a katódra, és így a hegesztési ív gerjesztődik. Az ív gerjesztése után a szabad elektronok és a pozitív ionok koncentrációja az ívrésben tovább növekszik, mivel az elektronok útjuk során atomokkal és molekulákkal ütköznek, és még több elektront „kiütnek” belőlük (jelen esetben olyan atomokat, amelyek elvesztettek egy vagy több elektront pozitív töltésű ionokká). Az ívrés gáza intenzíven ionizálódik, és az ív stabil ívkisülés karakterét kapja.

Néhány másodperc töredékével az ív elindítása után egy hegesztési medence kezd kialakulni az alapfémen, és egy fémcsepp kezd kialakulni az elektróda végén. Körülbelül további 50-100 ezredmásodperc elteltével a fém stabil átvitele jön létre az elektródahuzal végétől a hegesztési medencébe. Ez történhet olyan cseppekkel, amelyek szabadon repülnek át az ívrésen, vagy olyan cseppekkel, amelyek először rövidzárlatot képeznek, majd a hegesztőmedencébe áramlanak.

Az ív elektromos tulajdonságait a három jellemző zónájában - az oszlopban, valamint az ív közeli elektródáiban (katód és anód) lezajló folyamatok határozzák meg, amelyek az egyik oldalon az ívoszlop, ill. az elektródát és a terméket a másikon.

Az ívplazma fenntartásához a fogyóelektródák hegesztése során elegendő 10-1000 amper áramot biztosítani, és az elektróda és a munkadarab között 15-40 V nagyságrendű elektromos feszültséget alkalmazni. Ebben az esetben magának az ívoszlopnak a feszültségesése nem haladja meg a néhány voltot. A feszültség fennmaradó része az ív katód- és anódterületén esik. Az ívoszlop hossza átlagosan eléri a 10 mm-t, ami az ívhossz körülbelül 99%-ának felel meg. Így az elektromos térerősség az ívoszlopban a 0,1-1,0 V/mm tartományba esik. A katód- és anódtartományokat ezzel szemben nagyon rövid kiterjedés jellemzi (körülbelül 0,0001 mm a katód tartományban, ami egy ion átlagos szabad útjának, és 0,001 mm az anódterületre, ami az átlagnak felel meg egy elektron szabad útja). Ennek megfelelően ezek a tartományok nagyon nagy elektromos térerősséggel rendelkeznek (akár 104 V/mm a katód tartományban és akár 103 V/mm az anód tartományban).

Kísérletileg megállapítottam, hogy fogyóelektródos hegesztés esetén a katód tartomány feszültségesése meghaladja az anódtartomány feszültségesését: 12-20 V, illetve 2-8 V. Figyelembe véve, hogy az elektromos áramkör tárgyain a hőleadás az áramerősségtől és a feszültségtől függ, világossá válik, hogy fogyóelektródával történő hegesztéskor több hő szabadul fel azon a területen, ahol több feszültség esik, pl. a katódban. Ezért fogyóelektródával történő hegesztéskor a hegesztőáram-csatlakozás fordított polaritását használják, amikor a termék katódként szolgál, hogy biztosítsa az alapfém mély behatolását (ebben az esetben az áramforrás pozitív pólusa csatlakozik az elektródát). A felületkezelés során néha közvetlen polaritást használnak (amikor az alapfém behatolása éppen ellenkezőleg kívánatos, hogy minimális legyen).

A TIG hegesztés (nem fogyóelektródos hegesztés) körülményei között a katód feszültségesése ezzel szemben sokkal kisebb, mint az anód feszültségesése, és ennek megfelelően ilyen körülmények között már több hő keletkezik az anódon. Ezért a nem fogyó elektródával történő hegesztésnél az alapfém mély behatolása érdekében a munkadarabot az áramforrás pozitív kapcsaihoz kell csatlakoztatni (és az anód lesz), az elektródát pedig a negatívhoz kell csatlakoztatni. terminál (így az elektróda túlmelegedés elleni védelme is).

Ebben az esetben az elektróda típusától függetlenül (fogyasztható vagy nem fogyasztható) hő elsősorban az ív aktív területein (katód és anód) szabadul fel, és nem az ívoszlopban. Az ívnek ezt a tulajdonságát az alapfémnek csak azon területeinek olvasztására használják, amelyekre az ív irányul.

Az elektródák azon részeit, amelyeken az íváram áthalad, aktív foltoknak nevezzük (a pozitív elektródán az anódfolt, a negatív elektródán pedig a katódfolt). A katódfolt szabad elektronok forrása, amelyek hozzájárulnak az ívrés ionizációjához. Ugyanakkor a pozitív ionok áramlásai rohannak a katódra, amelyek bombázzák azt, és kinetikai energiájukat átadják neki. A katód felületének hőmérséklete az aktív folt tartományában a fogyóelektródos hegesztés során eléri a 2500 ... 3000 °C-ot.

Lk - katód régió; La - anód tartomány (La = Lk = 10 -5 -10 -3 cm); Lst - ívoszlop; Ld - ívhossz; Ld \u003d Lk + La + Lst

Az anódhelyre elektron- és negatív töltésű ionáramok rohannak, amelyek mozgási energiájukat adják át oda. A fogyóelektródos hegesztés során az anód felületén az aktív folt tartományában a hőmérséklet eléri a 2500 ... 4000°C-ot. Az ívoszlop hőmérséklete fogyóelektródos hegesztésnél 7000 és 18000°C között van (összehasonlításképpen: az acél olvadási hőmérséklete körülbelül 1500°C).

A mágneses mezők ívére gyakorolt ​​​​hatás

Egyenárammal történő hegesztéskor gyakran megfigyelhető olyan jelenség, mint a mágneses. A következő tulajdonságok jellemzik:

A hegesztőív oszlopa élesen eltér normál helyzetétől;
- az ív instabilan ég, gyakran eltörik;
- megváltozik az ív égésének hangja - pattanások jelennek meg.

A mágneses fúvás megzavarja a varrat kialakulását, és hozzájárulhat olyan hibák megjelenéséhez a varrásban, mint az összeolvadás hiánya vagy az összeolvadás hiánya. A mágneses robbanás előfordulásának oka a hegesztési ív mágneses mezőjének kölcsönhatása más közeli mágneses mezőkkel vagy ferromágneses tömegekkel.

Az ívoszlop a hegesztőáramkör részének tekinthető egy rugalmas vezető formájában, amely körül mágneses tér van.

Az ív mágneses tere és az áram áthaladása során a hegesztett részen fellépő mágneses tér kölcsönhatása következtében a hegesztési ív a vezető csatlakozási helyével ellentétes irányba tér el.

A ferromágneses tömegek befolyása az ív eltérítésére annak a ténynek köszönhető, hogy az ívmező mágneses erővonalainak levegőn és ferromágneses anyagokon (vas és ötvözetei) való áthaladásával szembeni ellenállás nagy különbsége miatt a a mágneses tér jobban koncentrálódik a tömeg helyével ellentétes oldalon, így az ívoszlop az oldalsó ferromágneses test felé tolódik el.

A hegesztőív mágneses tere a hegesztőáram növekedésével növekszik. Ezért a mágneses robbanás hatása gyakrabban nyilvánul meg emelt üzemmódban végzett hegesztés során.

A mágneses robbanás hegesztési folyamatra gyakorolt ​​hatásának csökkentése érdekében:

Rövid íves hegesztés végrehajtása;
- az elektróda megdöntésével úgy, hogy vége a mágneses robbanás hatása felé irányuljon;
- az áramvezetéket közelebb hozzuk az ívhez.

A mágneses fúvás hatása az egyenhegesztőáram váltakozó árammal történő helyettesítésével is csökkenthető, amelynél a mágneses fúvás sokkal kevésbé kifejezett. Nem szabad azonban elfelejteni, hogy a váltakozó áramú ív kevésbé stabil, mivel a polaritás változása miatt másodpercenként 100-szor kialszik és újra begyullad. Ahhoz, hogy a váltakozó áramú ív stabilan égjen, ívstabilizátorokat (enyhén ionizálható elemeket) kell használni, amelyeket például az elektróda bevonatába vagy fluxusába vezetnek be.

Amikor egy elektromos áramkört kinyitnak, elektromos kisülés lép fel a formában elektromos ív. Az elektromos ív megjelenéséhez elegendő, ha az érintkezők feszültsége 10 V felett van, 0,1 A vagy annál nagyobb áramerősség mellett. Jelentős feszültségek és áramok esetén az ív belsejében a hőmérséklet elérheti a 3-15 ezer ° C-ot, aminek következtében az érintkezők és az áramot vezető részek megolvadnak.

110 kV és annál nagyobb feszültségeknél az ívhossz több métert is elérhet. Ezért az elektromos ív, különösen a nagy teljesítményű áramkörökben, 1 kV feletti feszültségnél nagy veszélyt jelent, bár súlyos következményekkel járhat az 1 kV alatti feszültségű berendezésekben. Ennek eredményeként az elektromos ívet a lehető legnagyobb mértékben korlátozni kell, és gyorsan ki kell oltani az 1 kV feletti és alatti feszültségű áramkörökben.

Az elektromos ív kialakulásának folyamata a következőképpen egyszerűsíthető. Amikor az érintkezők szétválnak, először az érintkezési nyomás csökken, és ennek megfelelően az érintkezési felület növekszik (áramsűrűség és hőmérséklet - lokális (az érintkezési terület bizonyos részein) túlmelegedés kezdődik, ami tovább hozzájárul a termikus emisszióhoz, amikor nagy nyomás hatására. hőmérsékleten az elektronok sebessége megnő, és kijutnak az elektródák felületéről.

Az érintkezők eltérésének pillanatában, azaz áramköri szakadáskor a feszültség gyorsan helyreáll az érintkezőrésnél. Mivel ebben az esetben kicsi az érintkezők közötti távolság, nagy feszültség keletkezik, amelynek hatására az elektronok kiszöknek az elektróda felületéről. Elektromos térben felgyorsulnak, és amikor egy semleges atomhoz ütköznek, adják neki mozgási energiájukat. Ha ez az energia elegendő ahhoz, hogy legalább egy elektront letépjen a semleges atom héjáról, akkor az ionizációs folyamat megtörténik.

A keletkező szabad elektronok és ionok alkotják az ívtengely plazmáját, vagyis azt az ionizált csatornát, amelyben az ív ég, és a részecskék folyamatos mozgása biztosított. Ebben az esetben a negatív töltésű részecskék, elsősorban az elektronok egy irányba (az anód felé), az egy vagy több elektront nem tartalmazó atomok és gázmolekulák - pozitív töltésű részecskék - az ellenkező irányba (a katód felé) mozognak. A plazma vezetőképessége közel áll a fémekéhez.

Az ívtengelyben nagy áram folyik, és magas hőmérséklet keletkezik. Az ívtengely ilyen hőmérséklete termikus ionizációhoz vezet - az ionok képződésének folyamata olyan molekulák és atomok ütközése következtében, amelyek nagy mozgási sebességgel rendelkeznek (a közeg molekulái és atomjai, ahol az ív ég, bomlik elektronok és pozitív töltésű ionok). Az intenzív termikus ionizáció fenntartja a magas plazmavezetőképességet. Ezért a feszültségesés az ív hossza mentén kicsi.

Az elektromos ívben két folyamat megy végbe folyamatosan: az ionizáció mellett az atomok és molekulák ionmentesítése is. Utóbbi elsősorban diffúzióval, azaz töltött részecskék környezetbe kerülésével, illetve elektronok és pozitív töltésű ionok rekombinációjával jön létre, amelyek a lebomlásukra fordított energia visszaadásával semleges részecskékké egyesülnek. Ebben az esetben a hő a környezetbe kerül.

Így a vizsgált folyamat három szakasza különböztethető meg: ívgyújtás, amikor az ütési ionizáció és a katód elektronemissziója következtében ívkisülés kezdődik és az ionizációs intenzitás nagyobb, mint az ionmentesítés, stabil ívégetés, amelyet termikus ionizáció támogat. az ívaknában, ha az ionizáció és az ionmentesítés intenzitása azonos, az ívkioltás, ha az ionmentesítés intenzitása nagyobb, mint az ionizáció.

Az ív oltásának módszerei elektromos kapcsolókészülékekben

Az elektromos áramkör elemeinek leválasztása és így a kapcsolókészülék sérülésének kizárása érdekében nemcsak az érintkezőket kell kinyitni, hanem a közöttük megjelenő ívet is el kell oltani. Az ívkioltás, valamint az égés folyamatai eltérőek a váltakozó és az egyenáram esetében. Ezt az a tény határozza meg, hogy az első esetben az ívben lévő áram félciklusonként nullán halad át. Ezekben a pillanatokban az ívben az energiafelszabadulás leáll, és az ív minden alkalommal spontán kialszik, majd újra felgyullad.

A gyakorlatban az ívben az áramerősség valamivel korábban válik nulla közelivé, mint a nulla átlépése, mivel az áramerősség csökkenésével az ívbe juttatott energia csökken, az ív hőmérséklete ennek megfelelően csökken, és a termikus ionizáció leáll. Ebben az esetben a deionizációs folyamat intenzíven megy végbe az ívrésben. Ha pillanatnyilag kinyitják és gyorsan szétválasztják az érintkezőket, akkor előfordulhat, hogy az ezt követő elektromos meghibásodás nem következik be, és az áramkör ív nélkül kikapcsol. Ezt azonban a gyakorlatban rendkívül nehéz megtenni, ezért az ív kioltásának felgyorsítására speciális intézkedéseket tesznek, amelyek biztosítják az ívtér lehűlését és a töltött részecskék számának csökkenését.

Az ionmentesítés hatására a rés dielektromos szilárdsága fokozatosan növekszik, és ezzel egyidejűleg nő a rajta lévő helyreállító feszültség. Ezen értékek arányától függ, hogy az ív világít-e az időszak következő felében vagy sem. Ha a rés dielektromos szilárdsága gyorsabban növekszik, és nagyobb, mint a helyreállítási feszültség, akkor az ív nem gyullad tovább, különben az ív stabil lesz. Az első feltétel az ívoltás problémáját határozza meg.

A kapcsolóberendezésekben különféle ívoltási módszereket alkalmaznak.

Ívhosszabbítás

Amikor az érintkezők eltérnek az elektromos áramkör kikapcsolása során, a keletkezett ív megnyúlik. Ebben az esetben javulnak az ív hűtésének feltételei, mivel a felülete megnő, és több feszültségre van szükség az égéshez.

Hosszú ív felosztása rövid ívek sorozatára

Ha az érintkezők kinyitásakor keletkező ívet K rövid ívre osztjuk, például fémrácsba szorítva, akkor kialszik. Az ívet általában fémrácsba húzzák a rácslapokban örvényáramok által indukált elektromágneses tér hatására. Az ív oltásának ezt a módszerét széles körben alkalmazzák 1 kV alatti feszültségű kapcsolóberendezésekben, különösen az automatikus légmegszakítókban.

Ívhűtés keskeny résekben

Az ív kis térfogatban történő oltása elősegíthető. Ezért széles körben használják a hosszanti hornyokkal rendelkező íves csúszdákat (egy ilyen rés tengelye egybeesik az ívtengely tengelyével). Ilyen rés általában a szigetelő íválló anyagokból készült kamrákban van kialakítva. Az ív hideg felületekkel való érintkezése következtében intenzív lehűlés, töltött részecskék diffúziója a környezetbe és ennek megfelelően gyors ionmentesülés következik be.

A síkpárhuzamos falú hornyok mellett bordás, kiemelkedésekkel és toldatokkal (zsebekkel) ellátott réseket is alkalmaznak. Mindez az ívtengely deformálódásához vezet, és hozzájárul a kamra hideg falaival való érintkezés területének növekedéséhez.

Az ív keskeny résekbe húzása általában az ívvel kölcsönhatásba lépő mágneses tér hatására történik, amely áramvezetőnek tekinthető.

Az ív mozgatását leggyakrabban egy tekercs biztosítja, amely sorba van kapcsolva azokkal az érintkezőkkel, amelyek között az ív keletkezik. A keskeny résekben történő ívoltást minden feszültségű készülékben alkalmazzák.

Nagynyomású ívoltás

Állandó hőmérsékleten a gáz ionizációs foka a nyomás növekedésével csökken, miközben a gáz hővezető képessége nő. Ha más dolgok megegyeznek, ez az ív fokozott lehűléséhez vezet. Az ív nagy nyomással történő oltását, amelyet maga az ív hoz létre szorosan zárt kamrákban, széles körben használják biztosítékokban és számos más eszközben.

Ív oltás olajban

Ha olajba helyezik, a nyitáskor fellépő ív az olaj intenzív elpárolgásához vezet. Ennek eredményeként az ív körül gázbuborék (héj) képződik, amely főleg hidrogénből (70 ... 80%), valamint olajgőzből áll. A nagy sebességgel kibocsátott gázok közvetlenül az ívtengely zónájába hatolnak, a buborékban hideg és meleg gáz keveredését okozzák, intenzív hűtést és ennek megfelelően az ívrés ionmentesítését biztosítják. Ezenkívül a gázok ionmentesítő képessége növeli a buborékon belüli olaj gyors lebomlása során keletkező nyomást.

Minél nagyobb az ív kioltásának folyamata az olajban, minél közelebb kerül az ív az olajhoz, és annál gyorsabban mozog az olaj az ívhez képest. Ennek alapján az ívhézagot zárt szigetelőberendezés korlátozza - íves csúszda. Ezekben a kamrákban szorosabb érintkezés jön létre az olajjal az ívvel, és a szigetelő lemezek és a kipufogónyílások segítségével munkacsatornákat alakítanak ki, amelyeken keresztül az olaj és a gázok mozognak, biztosítva az ív intenzív fújását (fújását).

Íves csúszdák a működési elv szerint három fő csoportra oszthatók: automatikus fúvással, amikor az ívben felszabaduló energia miatt nagy nyomás és gázmozgási sebesség jön létre az ívzónában, kényszerű olajfúvás speciális pumpálással hidraulikus mechanizmusok, olajban mágneses oltással, amikor az ív mágneses tér hatására szűk résekbe mozog.

A leghatékonyabb és legegyszerűbb íves csúszdák autoblasttal. A csatornák és a kipufogónyílások elhelyezkedésétől függően kamrákat különböztetnek meg, amelyekben a gáz-gőz keverék és az olaj intenzív fúvatása az ív mentén (hosszirányú befúvás) vagy az íven keresztül (keresztirányú fújás) történik. Az ív oltásának figyelembe vett módszereit széles körben használják az 1 kV feletti feszültségű megszakítókban.

Az ív oltásának egyéb módjai az 1 kV feletti feszültségű készülékekben

A fenti ívoltási módokon kívül alkalmazzák még: sűrített levegőt, melynek áramlása az ívet végig vagy keresztben fújja, biztosítva annak intenzív hűtését (levegő helyett más gázokat is használnak, gyakran szilárd gázból nyernek). keletkező anyagok - rost, vinil műanyag stb. - ugyanis az égő ív általi bomlásuk miatt, amelyek elektromos szilárdsága nagyobb, mint a levegő és a hidrogén, aminek következtében az ebben a gázban égő ív gyorsan kialszik atmoszférikus nyomás, egy nagyon ritka gáz (vákuum), amikor az érintkezők kinyitják, amelyben az ív nem világít újra (kialszik) az áram első áthaladása után a nullán.

Az elektromos ív egyfajta kisülés, amelyet nagy áramsűrűség, magas hőmérséklet, megnövekedett gáznyomás és kis feszültségesés jellemez az ívrésben. Ilyenkor az elektródák (érintkezők) intenzív felmelegedése megy végbe, amelyeken az úgynevezett katód- és anódfoltok alakulnak ki. A katód fénye egy kis fényes foltban koncentrálódik, a szemközti elektróda forró része anódfoltot képez.

Az ívben három olyan terület jegyezhető meg, amelyek a bennük lezajló folyamatok jellegében nagyon eltérőek. Közvetlenül az ív negatív elektródájához (katódjához) a katód feszültségesésének tartománya szomszédos. Következik a plazmaíves hordó. Közvetlenül a pozitív elektródához (anódhoz) csatlakozik az anód feszültségesésének tartománya. Ezeket a régiókat sematikusan az ábra mutatja. egy.

Rizs. 1. Az elektromos ív szerkezete

Az ábrán a katód és az anód feszültségesésének méretei erősen eltúlzottak. Valójában a hosszuk nagyon kicsi, például a katód feszültségesésének hossza egy elektron szabad mozgási útjának nagyságrendje (1 mikronnál kisebb). Az anódfeszültségesés tartományának hossza általában valamivel nagyobb ennél az értéknél.

Normál körülmények között a levegő jó szigetelő. Így az 1 cm-es légrés lebontásához szükséges feszültség 30 kV. Ahhoz, hogy a légrés vezetővé váljon, bizonyos töltött részecskék (elektronok és ionok) koncentrációját kell létrehozni benne.

Hogyan keletkezik az elektromos ív

Az elektromos ív, amely töltött részecskék áramlása, az érintkezés kezdeti pillanatában az eltérés kezdeti pillanatában az ívrés gázában lévő szabad elektronok és a katódfelületről kibocsátott elektronok eredményeként jön létre. Az érintkezők közötti résben elhelyezkedő szabad elektronok nagy sebességgel mozognak a katódtól az anód felé az elektromos térerők hatására.

Az érintkezők divergenciájának kezdetén a térerősség elérheti a több ezer kilovolt centiméterenként. Ennek a mezőnek az erőinek hatására az elektronok kiszabadulnak a katód felületéről, és az anódhoz költöznek, kiütve onnan az elektronokat, amelyek elektronfelhőt alkotnak. Az ily módon létrejött kezdeti elektronáramlás ezt követően az ívrés intenzív ionizációját hozza létre.

Az ionizációs folyamatok mellett az ionmentesítő folyamatok párhuzamosan és folyamatosan zajlanak az ívben. Az ionmentesítő folyamatok abból állnak, hogy amikor két különböző előjelű ion vagy egy pozitív ion és egy elektron közeledik egymáshoz, akkor vonzanak, és ütközéskor közömbösödnek, ráadásul a töltött részecskék a lelkek égő területéről egy magasabb töltéskoncentráció a környezetbe, alacsonyabb töltéskoncentráció mellett. Mindezek a tényezők az ív hőmérsékletének csökkenéséhez, lehűléséhez és kihalásához vezetnek.

Rizs. 2. Elektromos ív

Ív gyújtás után

Állandó égésállapotban az ionizációs és ionmentesítő folyamatok egyensúlyban vannak benne. Az egyenlő számú szabad pozitív és negatív töltéssel rendelkező ívtengelyt nagyfokú gázionizáció jellemzi.

Olyan anyag, amelynek ionizációs foka megközelíti az egységet, azaz. amelyben nincsenek semleges atomok és molekulák, plazmának nevezzük.

Az elektromos ívet a következő jellemzők jellemzik:

1. Világosan meghatározott határvonal az ívtengely és a környezet között.

2. Magas hőmérséklet az ívhordóban, eléri a 6000 - 25000K-t.

3. Nagy áramsűrűség és ívtengely (100 - 1000 A/mm2).

4. Az anód és a katód feszültségének kis értékei leesnek, és gyakorlatilag nem függnek az áramerősségtől (10 - 20 V).

Volt-amper karakterisztikája az elektromos ívnek

Az egyenáramú ív fő jellemzője az ívfeszültség áramtól való függése, amelyet ún áram-feszültség karakterisztika (VAC).

Az ív az érintkezők között egy bizonyos feszültségnél lép fel (3. ábra), amelyet Uz gyújtási feszültségnek neveznek, és az érintkezők távolságától, a közeg hőmérsékletétől és nyomásától, valamint az érintkezési eltérés mértékétől függ. Az Ug ívoltó feszültség mindig kisebb, mint az U c feszültség.

Rizs. 3. Az egyenáramú ív Volt-amper karakterisztikája (a) és egyenértékű áramköre (b)

Az 1. görbe az ív statikus karakterisztikáját jelenti, azaz. az áram lassú változtatásával kapott. A jellemzőnek leeső jellege van. Az áramerősség növekedésével az ívfeszültség csökken. Ez azt jelenti, hogy az ívrés ellenállása gyorsabban csökken, amelynek az áramerőssége nő.

Ha az ívben az áramerősséget I1-ről meghatározott ütemben nullára csökkentjük, és ezzel egyidejűleg rögzítjük az ív feszültségesését, akkor a 2. és 3. görbét kapjuk. Ezeket a görbéket ún. dinamikus jellemzők.

Minél gyorsabban csökken az áramerősség, annál alacsonyabbak lesznek a dinamikus I-V karakterisztikák. Ez azzal magyarázható, hogy amikor az áram csökken, az ív olyan paramétereinek, mint a tengely keresztmetszete, a hőmérséklet, nincs idejük gyorsan megváltozni, és állandósult állapotban alacsonyabb áramértéknek megfelelő értékeket szerezni.

Feszültségesés az ívrésben:

Ud \u003d U s + EdId,

ahol U c \u003d U k + U a - elektródához közeli feszültségesés, Ed - hosszirányú feszültséggradiens az ívben, Id - ívhossz.

A képletből az következik, hogy az ív hosszának növekedésével az ív feszültségesése nő, és az I–V karakterisztika magasabb lesz.

Elektromos ívvel küzdenek az elektromos eszközök kapcsolási tervezésénél. Az elektromos ív tulajdonságait használják és használják.

Üdvözlöm a blogom minden látogatóját. Mai cikkünk témája az elektromos ív és az elektromos ív elleni védelem. A téma nem véletlen, a Szklifoszovszkij Kórházból írok. Találd ki miért?

Mi az elektromos ív

Ez a gáz elektromos kisülésének egyik fajtája (fizikai jelenség). Más néven - ívkisülés vagy voltai ív. Ionizált, elektromosan kvázi semleges gázból (plazmából) áll.

Előfordulhat két elektróda között, amikor a köztük lévő feszültség növekszik, vagy amikor közelednek egymáshoz.

Röviden kb tulajdonságait: elektromos ív hőmérséklete, 2500-7000 °C. Nem kis hőmérséklet azonban. A fémek és a plazma kölcsönhatása felmelegedéshez, oxidációhoz, olvadáshoz, párolgáshoz és más típusú korrózióhoz vezet. Fénysugárzás, robbanás- és lökéshullám, ultramagas hőmérséklet, tűz, ózon és szén-dioxid kibocsátás kíséri.

Az interneten rengeteg információ található arról, hogy mi az elektromos ív, mik a tulajdonságai, ha bővebben is érdekelnek, nézz körül. Például az en.wikipedia.org oldalon.

Most a balesetemről. Nehéz elhinni, de 2 napja közvetlenül találkoztam ezzel a jelenséggel, és sikertelenül. Így volt: november 21-én a munkahelyemen azt az utasítást kaptam, hogy a csatlakozódobozban készítsem el a lámpák bekötését, majd kössem be a hálózatba. A bekötéssel nem volt gond, de amikor bekerültem a pajzsba, akkor adódott némi nehézség. Kár, hogy az androyd elfelejtette a házát, nem fényképezte le az elektromos panelt, különben világosabb lenne. Talán többet fogok csinálni, ha munkába állok. Tehát a pajzs nagyon régi volt - 3 fázis, nulla busz (más néven földelés), 6 automata és egy csomagkapcsoló (úgy tűnik, minden egyszerű), a feltétel kezdetben nem volt hiteles. Sokáig küszködtem nullás gumival, mivel minden csavar rozsdás volt, utána simán felraktam a fázist a gépre. Minden rendben van, a lámpákat megnéztem, működnek.

Ezt követően visszatért a pajzshoz, hogy óvatosan lefektesse a vezetékeket és bezárja. Szeretném megjegyezni, hogy az elektromos panel ~ 2 méter magasságban, egy szűk átjáróban volt, és a hozzájutáshoz létrát (létrát) használtam. A vezetékek lefektetésekor más gépek érintkezőin szikrát találtam, amitől a lámpák villogtak. Ennek megfelelően kiterjesztettem az összes érintkezőt, és folytattam a fennmaradó vezetékek vizsgálatát (egyszer megcsinálva, és többé ne térjek vissza). Miután felfedeztem, hogy a táska egyik érintkezője magas hőmérsékletű, úgy döntöttem, hogy azt is meghosszabbítom. Fogtam egy csavarhúzót, nekitámasztottam a csavarnak, forgattam, bumm! Volt egy robbanás, villanás, visszadobtam, nekiütköztem a falnak, a padlóra estem, nem látszott semmi (elvakult), a pajzs nem hagyta abba a robbanást és a zümmögést. Miért nem működött a védelem, nem tudom. Éreztem magamon a zuhanó szikrákat, és rájöttem, hogy ki kell szállnom. Érintéssel, kúszva kerültem ki. Kijutva ebből a szűk folyosóból, hívni kezdte társát. Már abban a pillanatban éreztem, hogy valami nincs rendben a jobb kezemmel (csavarhúzót tartottam vele), iszonyatos fájdalom volt.

A párommal együtt úgy döntöttünk, hogy az elsősegélyre kell futnunk. Ami ezután történt, azt szerintem nem érdemes elmondani, csak megcsípték és bementek a kórházba. Soha nem felejtem el a hosszú rövidzárlat szörnyű hangját - viszkető zümmögést.

Most kórházban vagyok, horzsolás van a térdemen, az orvosok szerint sokkot kaptam, ez egy kiút, ezért figyelik a szívemet. Úgy gondolom, hogy nem az áram vert meg, hanem a karomon az égést a rövidzárlat során keletkezett elektromos ív okozta.

Mi történt ott, miért történt a rövidzárlat, azt még nem tudom, szerintem a csavar elfordításánál maga az érintkező elmozdult és fázis-fázis zárlat történt, vagy csupasz vezeték volt a csomag mögött kapcsolót, és amikor a csavar közeledett elektromos ív. Később megtudom, hogy rájönnek-e.

Basszus, elmentem öltözködni, annyira betakarták a kezem, hogy most egy maradtam írok)))

Fásli nélkül nem fotóztam, nem túl kellemes látvány. Nem akarom elriasztani a kezdő villanyszerelőket...

Melyek azok az elektromos ívvédelmi intézkedések, amelyek megvédhetnek engem? Az internet elemzése után azt láttam, hogy az elektromos berendezésekben lévő emberek elektromos ívtől való védelmének legnépszerűbb eszköze a hőálló ruha. Észak-Amerikában nagyon népszerűek a speciális Siemens megszakítók, amelyek védenek az elektromos ívtől és a maximális áramerősségtől. Oroszországban jelenleg csak nagyfeszültségű alállomásokon használnak ilyen gépeket. Az én esetemben egy dielektromos kesztyű is elég lenne nekem, de gondolja meg maga, hogyan lehet lámpákat csatlakoztatni hozzá? Nagyon kényelmetlen. Szemvédelemre is javaslom a védőszemüveg használatát.

Az elektromos berendezésekben az elektromos ív elleni küzdelmet vákuum- és olajmegszakítókkal, valamint elektromágneses tekercsekkel és ívcsúszdákkal együtt végzik.

Ez minden? Nem! Véleményem szerint a legmegbízhatóbb módja annak, hogy megvédje magát az elektromos ívtől stresszoldó munka . Nem tudom ti hogy vagytok vele, de nem fogok többet stressz alatt dolgozni...

Ez az én cikkem elektromos ívés ívvédelem véget ér. Van valami hozzáfűznivaló? Szólj hozzá.